基于彩色各向异性SIFT特征的双目图像匹配算法
发布时间：2022-11-01 17:49
双目视觉系统基于视差原理获取物体三维信息,是计算机视觉领域的一大研究热点。双目图像的匹配算法是实现双目视觉系统的重要环节之一。基于特征的匹配算法分为两个重要步骤:一是特征提取,特征向量之间的区分性、特征向量的稳健性都对后续的匹配性能有着很大影响;二是特征匹配,优良的匹配测度十分重要。本文基于彩色各向异性SIFT特征实现双目图像的匹配,主要工作如下:1.SIFT特征是一种较为稳定的点特征,其描述子对尺度、光照、仿射等都有较好的不变性。SIFT特征基于灰度图像,没有利用图像的彩色信息;此外,SIFT特征使用DoG算子构建金字塔,没有考虑点特征的各向异性。本文提出了一种彩色各向异性SIFT特征提取算法。首先,将彩色融合模型用于金字塔,同时使用各向异性LoG算子代替DoG算子,充分考虑了图像的彩色信息和点特征的各向异性。其次,为了在构建描述子时获取更为精准的梯度和方向信息,本文提出用各向异性高斯方向导数滤波器代替Sobel算子生成梯度图和方向图。对复杂场景下、具有重复纹理的双目图像的进行了匹配实验,实验表明使用彩色各向异性SIFT具有较高的匹配准确率,并对噪声较为稳健。2.对于SIFT特征的匹...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和研究意义
1.2 国内外主要研究现状
1.2.1 特征提取研究现状
1.2.2 特征匹配研究现状
1.3 论文研究内容及安排
第二章 双目视觉系统的基本原理
2.1 引言
2.2 双目视觉系统
2.3 摄像机成像模型
2.4 摄像机标定技术
2.4.1 摄像机参数
2.4.2 线性模型标定方法
2.4.3 非线性模型标定方法
2.5 特征提取
2.6 特征匹配
2.6.1 双目图像的匹配约束
2.6.2 双目图像匹配算法的分类
2.7 本章小结
第三章 一种稳健的各向异性的彩色图像SIFT提取算法
3.1 引言
3.2 SIFT特征提取算法
3.2.1 构建尺度空间
3.2.2 高斯金字塔及高斯差分金字塔
3.2.3 关键点定位
3.2.4 构建描述子
3.2.5 SIFT特征匹配
3.3 基于各向异性LoG算子的滤波器
3.3.1 各向同性高斯滤波器
3.3.2 各向异性高斯滤波器及其方向导数滤波器
3.3.3 各向异性LoG算子
3.4 基于彩色图像的特征提取模型
3.4.1 彩色图像特征提取模型
3.4.2 各向同性LoG算子滤波器的彩色图像融合模型
3.4.3 各向异性LoG算子滤波器的彩色图像融合模型
3.5 一种稳健的基于各向异性的彩色图像SIFT检测算法
3.5.1 基于彩色图像的各向异性LoG算子构建金字塔
3.5.2 基于各向异性高斯方向导数滤波器构建描述子
3.6 实验结果和分析
3.6.1 四种算子在不同噪声下的梯度图和方向图对比
3.6.2 不同噪声下的SIFT与彩色各向异性SIFT对比
3.7 本章小结
第四章 基于彩色各向异性SIFT特征的匹配算法
4.1 引言
4.2 基于彩色各向异性SIFT特征的匹配测度
4.2.1 基于特征距离比的k近邻特征
4.2.2 基于余弦相似度的匹配测度
4.3 基于改进的RANSAC的匹配算法
4.3.1 RANSAC算法
4.3.2 基于样条曲线损失函数的RANSAC
4.3.3 基于Sampson误差的RANSAC
4.4 迭代最近邻点匹配算法
4.5 算法流程
4.6 实验结果和分析
4.6.1 设计实验并仿真
4.6.2 实验结果分析
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Harris角点的矩形检测[J]. 张从鹏,魏学光. 光学精密工程. 2014(08)
[2]结合尺度空间FAST角点检测器和SURF描绘器的图像特征[J]. 王飞宇,邸男,贾平. 液晶与显示. 2014(04)
[3]基于尺度限制SURF的图像配准[J]. 詹曙,王少武,蒋建国. 电子测量与仪器学报. 2013(10)
[4]基于改进ORB算法的遥感图像自动配准方法[J]. 张云生,邹峥嵘. 国土资源遥感. 2013(03)
博士论文
[1]基于图像深度感知中的立体匹配和深度增强算法研究[D]. 张康.清华大学 2015
硕士论文
[1]双目视觉三维重建技术研究[D]. 燕磊.天津理工大学 2017
本文编号：3699827
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和研究意义
1.2 国内外主要研究现状
1.2.1 特征提取研究现状
1.2.2 特征匹配研究现状
1.3 论文研究内容及安排
第二章 双目视觉系统的基本原理
2.1 引言
2.2 双目视觉系统
2.3 摄像机成像模型
2.4 摄像机标定技术
2.4.1 摄像机参数
2.4.2 线性模型标定方法
2.4.3 非线性模型标定方法
2.5 特征提取
2.6 特征匹配
2.6.1 双目图像的匹配约束
2.6.2 双目图像匹配算法的分类
2.7 本章小结
第三章 一种稳健的各向异性的彩色图像SIFT提取算法
3.1 引言
3.2 SIFT特征提取算法
3.2.1 构建尺度空间
3.2.2 高斯金字塔及高斯差分金字塔
3.2.3 关键点定位
3.2.4 构建描述子
3.2.5 SIFT特征匹配
3.3 基于各向异性LoG算子的滤波器
3.3.1 各向同性高斯滤波器
3.3.2 各向异性高斯滤波器及其方向导数滤波器
3.3.3 各向异性LoG算子
3.4 基于彩色图像的特征提取模型
3.4.1 彩色图像特征提取模型
3.4.2 各向同性LoG算子滤波器的彩色图像融合模型
3.4.3 各向异性LoG算子滤波器的彩色图像融合模型
3.5 一种稳健的基于各向异性的彩色图像SIFT检测算法
3.5.1 基于彩色图像的各向异性LoG算子构建金字塔
3.5.2 基于各向异性高斯方向导数滤波器构建描述子
3.6 实验结果和分析
3.6.1 四种算子在不同噪声下的梯度图和方向图对比
3.6.2 不同噪声下的SIFT与彩色各向异性SIFT对比
3.7 本章小结
第四章 基于彩色各向异性SIFT特征的匹配算法
4.1 引言
4.2 基于彩色各向异性SIFT特征的匹配测度
4.2.1 基于特征距离比的k近邻特征
4.2.2 基于余弦相似度的匹配测度
4.3 基于改进的RANSAC的匹配算法
4.3.1 RANSAC算法
4.3.2 基于样条曲线损失函数的RANSAC
4.3.3 基于Sampson误差的RANSAC
4.4 迭代最近邻点匹配算法
4.5 算法流程
4.6 实验结果和分析
4.6.1 设计实验并仿真
4.6.2 实验结果分析
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Harris角点的矩形检测[J]. 张从鹏,魏学光. 光学精密工程. 2014(08)
[2]结合尺度空间FAST角点检测器和SURF描绘器的图像特征[J]. 王飞宇,邸男,贾平. 液晶与显示. 2014(04)
[3]基于尺度限制SURF的图像配准[J]. 詹曙,王少武,蒋建国. 电子测量与仪器学报. 2013(10)
[4]基于改进ORB算法的遥感图像自动配准方法[J]. 张云生,邹峥嵘. 国土资源遥感. 2013(03)
博士论文
[1]基于图像深度感知中的立体匹配和深度增强算法研究[D]. 张康.清华大学 2015
硕士论文
[1]双目视觉三维重建技术研究[D]. 燕磊.天津理工大学 2017
本文编号：3699827
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3699827.html
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